Некоторые примеры применения эффекта Доплера в астрономии:

• Определение радиальной скорости движения звёзд, галактик и других небесных тел. 24 По смещению линий спектра у отдаляющихся от наблюдателя звёзд тёмные линии спектра увеличиваются в длине волны — смещаются в красную сторону (красное смещение). 1 У приближающихся звёзд, напротив, линии стремятся к части спектра с более высокой частотой — фиолетовому цвету (фиолетовое смещение). 1
• Исследование тесных звёздных систем. 1 Когда две звезды настолько близки, что их невозможно увидеть по отдельности, эффект Доплера позволяет проследить невидимое взаимное движение звёзд по их спектру. 1
• Обнаружение экзопланет. 13 Эффект Доплера позволяет обнаружить незначительные отклонения в положении звёзд, которые могут создавать планеты, обращающиеся вокруг них. 1 Также он используется для подтверждения наличия экзопланет, предварительно обнаруженных с помощью других методов. 1
• Измерение температуры звёзд. 13 По увеличению ширины линий спектра можно определить температуру фотосферы звёзд, ведь температура также является показателем движения. 2